Le « N » dans N95 signifie « non résistant à l'huile », c'est-à-dire non imperméable aux huiles. Le chiffre 95 indique l'efficacité de filtration lors de tests avec des particules de 0,3 micron, et signifie qu'il filtre au moins 95 % des petites particules telles que le virus de la grippe, la poussière, le pollen, le brouillard et la fumée. Similaires aux masques chirurgicaux, les masques N95 sont composés de trois couches : une couche extérieure imperméable à l'humidité, une couche intermédiaire filtrante et absorbante, et une couche intérieure. Le matériau utilisé est un tissu non tissé en polypropylène à haut poids moléculaire. S'agissant de tissus non tissés, comment expliquer que leur efficacité de filtration ne soit pas conforme aux normes ?
Raisons de l'efficacité de filtration insuffisante des masques en tissu meltblown
Les performances de filtration des non-tissés meltblown sont en réalité inférieures à 70 %. Il est insuffisant de se fier uniquement à l'effet de barrière mécanique des agrégats de fibres tridimensionnels des ultrafines meltblown, caractérisées par des fibres fines, de petits vides et une porosité élevée. Par ailleurs, une simple augmentation du poids et de l'épaisseur du matériau accroîtrait considérablement la résistance à la filtration. C'est pourquoi, généralement, on ajoute des charges électrostatiques au tissu meltblown par un procédé de polarisation électrostatique, ce qui permet d'améliorer l'efficacité de filtration et d'atteindre 99,9 % à 99,99 %, soit une efficacité conforme à la norme N95, voire supérieure.
Principe de la filtration des fibres textiles soufflées à l'état fondu
Le tissu non tissé soufflé à l'état fondu utilisé pour les masques N95 standard capture principalement les particules grâce à un double effet de barrière mécanique et d'adsorption électrostatique. L'effet de barrière mécanique est étroitement lié à la structure et aux propriétés du matériau : lorsqu'il est chargé par effet corona avec une tension de plusieurs centaines à plusieurs milliers de volts, les fibres diffusent dans un réseau de pores sous l'effet de la répulsion électrostatique, et la taille entre les fibres est bien supérieure à celle des particules de poussière, formant ainsi une structure ouverte. Lorsque la poussière traverse le matériau filtrant, l'effet électrostatique attire efficacement les particules chargées et capture également les particules neutres polarisées par induction électrostatique. Plus le potentiel électrostatique du matériau est élevé, plus sa densité de charge est importante, plus il porte de charges ponctuelles et plus l'effet électrostatique est fort. La décharge corona peut améliorer considérablement les performances de filtration du tissu non tissé soufflé à l'état fondu en polypropylène. L'ajout de particules de tourmaline permet d'améliorer efficacement la polarisabilité, d'accroître l'efficacité de filtration, de réduire la résistance à la filtration, d'augmenter la densité de charge superficielle des fibres et d'améliorer la capacité de stockage de charge du réseau de fibres.
L'ajout de 6 % de tourmaline à l'électrode améliore globalement les résultats. Un excès de matériaux polarisables peut paradoxalement accroître la mobilité et la neutralisation des porteurs de charge. Le mélange-maître électrifié doit présenter une taille et une uniformité de l'ordre du nanomètre ou du micronanomètre. Un mélange-maître polaire de qualité améliore les performances de filage sans affecter la buse, renforce l'efficacité de filtration, résiste à la dégradation électrostatique, réduit la résistance à l'air, augmente la densité et la profondeur de capture des charges, accroît la probabilité de piégeage des charges dans les agrégats de fibres et maintient les charges capturées dans un état d'énergie inférieur, ce qui limite leur échappement des pièges à porteurs de charge et leur neutralisation, ralentissant ainsi la dégradation.
procédé de polarisation électrostatique par fusion-soufflage
Le procédé de décharge électrostatique du polypropylène fondu-soufflé consiste à incorporer préalablement des matériaux inorganiques tels que la tourmaline, le dioxyde de silicium et le phosphate de zirconium au polymère PP. Avant le laminage du tissu, le matériau fondu-soufflé est chargé par une ou plusieurs décharges corona à l'aide d'une électrode en forme d'aiguille, sous une tension de 35 à 50 kV générée par un générateur électrostatique. L'application de cette haute tension provoque une ionisation corona de l'air sous l'extrémité de l'aiguille, induisant une décharge de claquage localisée. Les porteurs de charge se déposent à la surface du tissu fondu-soufflé sous l'action du champ électrique, et certains sont piégés par les particules mères stationnaires, transformant ainsi le tissu fondu-soufflé en matériau filtrant pour l'électrode. La tension lors de ce processus corona est légèrement inférieure à celle d'une décharge à haute tension d'environ 200 kV, ce qui réduit la production d'ozone. L'effet de la distance et de la tension de charge est inversement proportionnel : plus la distance de charge augmente, moins le matériau capture de charges.
Un tissu meltblown électrifié est nécessaire
1. Un ensemble d'équipements de fusion-soufflage
2. Mélange-maître électrifié
3. Quatre ensembles de dispositifs de décharge électrostatique à haute tension
4. Équipement de coupe
Le tissu meltblown doit être stocké à l'abri de l'humidité et de l'eau.
Dans des conditions normales de température et d'humidité, les matériaux polarisables en polypropylène fondu-soufflé présentent une excellente stabilité de stockage de charge. Cependant, en milieu humide, une perte de charge importante se produit en raison de l'effet de compensation des groupes polaires des molécules d'eau et des particules anisotropes présentes dans l'atmosphère sur les charges des fibres. La charge diminue avec l'augmentation de l'humidité et ce, d'autant plus rapidement que l'humidité est élevée. Par conséquent, lors du transport et du stockage, le tissu fondu-soufflé doit être protégé de l'humidité et éviter tout contact avec des environnements très humides. Un stockage inadéquat peut compromettre la conformité des masques produits aux normes.
Dongguan Liansheng Non tissé Technology Co., Ltd.Fondée en mai 2020, cette entreprise est spécialisée dans la production de non-tissés à grande échelle. Elle intègre la recherche et le développement, la production et la vente. Elle fabrique des non-tissés spunbond en polypropylène (PP) de différentes couleurs, d'une largeur inférieure à 3,2 mètres et d'un grammage allant de 9 à 300 grammes.
Date de publication : 27 octobre 2024